Pendeteksian Logam Fe,Mn,Dan Cu Di Dalam Air Dengan Menggunakan Sensor Kitosan Yang Terintegrasi Pada Mikrokontroller AT Mega 8535
!"!
#
$
'#'(
%
)
&
$
%
**+,-.,,"
('/( # 0
) 0
/ 0 ( #
)
0 # 0)
#
1 ( 0
/ 0 $
# 0 (
#
0 (
2 0 3
'#
(5
)$
0'
#4 #4 /
5 6
(5
#'
0
0
(5
/
//'
5 6
//'0
('/( # 0
)
(
5 /5 6
5 *77!,+,. *7 *,- * ,,-
(5
0 (#
5 6
5 *7."*,-. *77*," * ,,*
1
Universitas Sumatera Utara
!"!
Dengan ini saya nyatakan bahwa saya mengakui semua karya tesis ini adalah hasil
kerja saya sendiri kecuali kutipan dan ringkasan yang tiap satunya telah dijelaskan
sumbernya dengan benar.
Medan, 24 Juli 2013
&
5 **+,-.,,"
2
Universitas Sumatera Utara
8
Sebagai sivitas akademika Universitas Sumatera Utara, saya yang bertanda tangan dibawah
ini :
Nama
: Ucok Oka Rakasiwi Harahap
NIM
: 117026003
Program Studi
: Magister ilmu Fisika
Jenis karya ilmiah : Tesis
Demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada Universitas
Sumatera Utara hak bebas Royalti Non/Eksklusif (
) atas
tesis saya yang berjudul :
PENDETEKSIAN LOGAM Mn, Fe, DAN Cu DIDALAM AIR DENGAN
MENGGUNAKAN SENSOR KITOSAN YANG TERINTEGRASI PADA
MIKROKONTROLLER AT MEGA 8535
Beserta perangkat yang ada (jika diperlukan) dengan hak bebas royalty Non/Eksklusif ini,
Universitas Sumatera Utara berhak menyimpan, mengalih media, memformat, mengelola
dalam bentuk data/base, merawat dan mempublikasikan tesis saya tanpa meminta izin dari
saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis dan sebagai pemegang dan
atau sebagai pemilik hak cipta.
Demikian pernyataan ini dibuat dengan sebenarnya.
Medan, 25 juli 2013
(Ucok Oka Rakasiwi Harahap)
3
Universitas Sumatera Utara
$
//
0
//'0
3 9
-:
-,*"
(5
)$
*5 (5
#'
-5 (5
(
"5 (5
:5 (5
0'
/
//'
5
% 0
5 6
6
/ 6
5
% ( $ (#
#4 ( /
4
Universitas Sumatera Utara
&
8
Nama Lengkap berikut gelar
: Ucok Oka Rakasiwi Harahap,ST, S.Pd
Tempat dan Tanggal Lahir
: Sibolga, 5 Juni 1979
Alamat Rumah
: Jln.Murai No.34 Kelurahan Aek Manis Sibolga
Telepon/ HP
: 0813 62111 805
E/mail
: [email protected]
Instansi Tempat Kerja
: SMK Negeri 3 Sibolga
Alamat Kantor
: Jln.R.Suprapto,Kecamatan Tukka, Sibuluan Raya
Sibolga/Tapanuli Tengah
SD
: Negeri 081239 Sibolga
Tamat
:
1991
SMP
: SMP Negeri 1 Sibolga
Tamat
:
1994
SMU
: SMU Negeri 2 Sibolga
Tamat
:
1997
Strata/ 1
: FTI/Teknik Mesin ITM
Tamat
:
2003
: FKIP MIPA/Fisika UMTS
Tamat
:
2007
: FMIPA/ Ilmu Fisika USU
Tamat :
2013
Strata/ 2
5
Universitas Sumatera Utara
Puji syukur kehadirat Allah SWT Tuhan Yang Maha Esa atas segala limpahan
rahmad, taufik dan hidayah/Nya sehingga tesis ini dapat diselesaikan. Shalawat beriring
salam atas junjungan Rasulullah Muhammad SAW, beserta keluarga dan sahabatnya yang
telah memberikan petunjuk bagi umat manusia menuju kejalan yang benar.
Dengan selesainya tesis ini, perkenankanlah saya mengucapkan terimakasih yang
sebesar/besarnya kepada :
Kepala BAPPEDA Provinsi Sumatera Utara beserta jajarannya yang telah
memberikan Beasiswa kepada kami selaku guru yang bertugas didaerah Sibolga khususnya
dan di Provinsi Sumatera Utara pada umumnya sehingga kami dapat menyelesaikan
pendidikan Magister ilmu Fisika sebagai wujud program peningkatan mutu/kompetensi
guru di Sumatera Utara
.Rektor Universitas Sumatera Utara, Prof. Dr. dr. Syahril Pasaribu, DTM&H,
M.Sc(CTM), Sp.A(K), atas kesempatan
yang telah diberikan kepada kami untuk
mengikuti dan menyelesaikan pendidikan Program Magister Sains ilmu Fisika.
Dekan Fakultas MIPA Universitas Sumatera Utara, Dr. Sutarman,M. Sc. atas
kesempatan menjadi mahasiswa Program Magister Sains pada Program Pascasarjana
FMIPA Universitas Sumatera Utara.
Ketua Program Studi Magister Fisika, Dr. Nasruddin MN., M.Eng.Sc., Sekretaris
Program Studi Magister Fisika, Dr.Anwar Dharma Sembiring, M.S., beserta seluruh Dosen
pada Program Studi Magister Fisika Program Pascasarjana Fakultas MIPA Universitas
Sumatera Utara.
Terimakasih yang tak terhingga dan penghargaan setingi/tinginya Penulis ucapkan
kepada :
1. Ayahanda tercinta Alm.Amir Hamzah Harahap dan Ibunda Hj.Rosliana Siregar yang
telah membesarkan dan selalu membimbing sekaligus penyemangat bagi kehidupan
penulis yang tak terhitung nilainya dan tak terbalas jasanya sampai kapan pun.
2. Tulang Alm.Ir.H.Ichwan Saleh Siregar dan Nantulang Hj.Sri Khuzaimah Lubis yang
telah memotivasi dan mendukung penulis.
3. Dr. Tulus Ikhsan Nasution, M.Sc selaku Pembimbing Utama dan Dr.Hamonangan
Nainggolan,M.Sc Anggota pembimbing yang dengan penuh perhatian telah memberikan
6
Universitas Sumatera Utara
dorongan, bimbingan dan arahan, dengan penuh kesabaran menuntun dan membimbing
penulis hingga selesainya penelitian ini.
4. Bapak Dr. Nasruddin MN, M.Eng.Sc., bapak Dr.Anwar Dharma Sembiring,MS, dan Ibu
Dr.Susilawati, M.S selaku penguji yang telah banyak memberikan masukan dan saran
dalam penyempurnaaan tesis ini.
5. Terkhusus buat Isteri tercinta dr.Indrina handayani Siregar yang telah memotivasi
penulis, My lovely Shafalia Rizky Raka Harahap (Puteri tersayang) yang selalu ada
dihati penulis.
6. Kakanda Ferie Putra Amros Harahap,SKM/kel, beserta adinda/adindaku tercinta Vera
Fitri Amros Hrp,AM.Keb/kel, Suasana Krisna Hrp,AM.Keb/kel, Raja Aman Hrp,S.PdI,
dan Cok Haratua,ST yang selalu ada dihati penulis.
7. Kepala Laboratorium Polimer FMIPA USU, Kepala Laboratorium Penelitian FMIPA
USU, beserta staf atas fasilitas dan sarana yang telah diberikan selama penelitian.
8. Kepala Dinas Pendidikan Kota Siboga Alpian Hutauruk,M.Pd, Kepala SMK Negeri 3
Sibolga Drs.Awaliul Ramdani,beserta Dewan guru SMK Negeri 3 Sibolga yang telah
membantu dan memberikan kesempatan kepada penulis untuk melanjutkan pendidikan
Program magister Ilmu Fisika Di Universitas Sumatera Utara.
9. Rekan/rekan Magister ilmu fisika universitas sumatera utara angkatan
2011,khususnya
buat sahabat yang ada di tasbi.
Tidak menutup kemungkinan tesis ini masih kurang sempurna, oleh karena itu
penulis mengharapkan kritik dan saran dari pihak pembaca demi kesempurnaan tesis ini.
Medan,24 Juli 2013
Penulis
UCOK OKA RAKASIWI HARAHAP
7
Universitas Sumatera Utara
!"!
8
Film dari kitosan yang mampu untuk mendeteksi keberadaan unsur Mn, Fe, dan Cu
didalam air aquades pada konsentrasi 25,50, dan 100 ppm . Kitosan yang dipergunakan
disintesis dari kulit udang dan kepiting. Kitosan memiliki potensi yang besar sebagai
biosensor karena keberadaan gugus amino (/NH2) dan gugus hidroksil (/OH) dalam
struktur molekulnya yang memberikan titik aktif yang akan berinteraksi dengan ion
logam.Dari hasil pendeteksian kemampuan pengulangan,kecepatan respon, stabilitas,dan
sensitivitas yang dilihat pada grafik untuk sensor ini menunjukkan bahwa material sensor
mampu mendeteksi keberadaan ion logam didalam aquades pada suhu kamar dan tingkat
kelembaban tertentu.Waktu tanggap dari sensor adalah sekitar 20 detik sejak ion dalam
fasa gas tedeteksi terhadap permukaan sensor dalam kondisi suhu dan kelembaban udara
yang berbeda. Disamping itu diperoleh juga bahwa nilai Tegangan pada sensor meningkat
ketika konsentrasi Senyawa Mn,Fe, dan Cu dinaikkan. Disisi lain, ketika paparan deteksi
ion logam dihilangkan,sensor menunjukkan kemampuan untuk pulih kembali dengan
cepat dan baik selama 20 s.Dari pengukuran berulang yang dilakukan, dapat dilihat bahwa
sensor kitosan juga menunjukkan hasil yang konsisten. Oleh karena itu, kitosan memiliki
potensi besar untuk dimanfaatkan sebagai bahan yang baru untuk mendeteksi keberadaan
logam didalam aquades.
0 )
6 :
8
Universitas Sumatera Utara
!
&%% !!
#$ $%
(
! + ,#!
!
'
"
'
( )
*
!
+ .,(/
'
'
!
!
!
!
!
!
!
"
0
(
!
#%
!
(1
!
!
'
"
(.
!
'
#% (2
!
+ !
( /
!
'
!
"
'
-
(
'
3
! !
9
Universitas Sumatera Utara
#
8
1
&
1
1
8
1
8
;
;
8
;
8
8 8
;
#
$
'#'(
%
)
&
$
%
**+,-.,,"
('/( # 0
) 0
/ 0 ( #
)
0 # 0)
#
1 ( 0
/ 0 $
# 0 (
#
0 (
2 0 3
'#
(5
)$
0'
#4 #4 /
5 6
(5
#'
0
0
(5
/
//'
5 6
//'0
('/( # 0
)
(
5 /5 6
5 *77!,+,. *7 *,- * ,,-
(5
0 (#
5 6
5 *7."*,-. *77*," * ,,*
1
Universitas Sumatera Utara
!"!
Dengan ini saya nyatakan bahwa saya mengakui semua karya tesis ini adalah hasil
kerja saya sendiri kecuali kutipan dan ringkasan yang tiap satunya telah dijelaskan
sumbernya dengan benar.
Medan, 24 Juli 2013
&
5 **+,-.,,"
2
Universitas Sumatera Utara
8
Sebagai sivitas akademika Universitas Sumatera Utara, saya yang bertanda tangan dibawah
ini :
Nama
: Ucok Oka Rakasiwi Harahap
NIM
: 117026003
Program Studi
: Magister ilmu Fisika
Jenis karya ilmiah : Tesis
Demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada Universitas
Sumatera Utara hak bebas Royalti Non/Eksklusif (
) atas
tesis saya yang berjudul :
PENDETEKSIAN LOGAM Mn, Fe, DAN Cu DIDALAM AIR DENGAN
MENGGUNAKAN SENSOR KITOSAN YANG TERINTEGRASI PADA
MIKROKONTROLLER AT MEGA 8535
Beserta perangkat yang ada (jika diperlukan) dengan hak bebas royalty Non/Eksklusif ini,
Universitas Sumatera Utara berhak menyimpan, mengalih media, memformat, mengelola
dalam bentuk data/base, merawat dan mempublikasikan tesis saya tanpa meminta izin dari
saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis dan sebagai pemegang dan
atau sebagai pemilik hak cipta.
Demikian pernyataan ini dibuat dengan sebenarnya.
Medan, 25 juli 2013
(Ucok Oka Rakasiwi Harahap)
3
Universitas Sumatera Utara
$
//
0
//'0
3 9
-:
-,*"
(5
)$
*5 (5
#'
-5 (5
(
"5 (5
:5 (5
0'
/
//'
5
% 0
5 6
6
/ 6
5
% ( $ (#
#4 ( /
4
Universitas Sumatera Utara
&
8
Nama Lengkap berikut gelar
: Ucok Oka Rakasiwi Harahap,ST, S.Pd
Tempat dan Tanggal Lahir
: Sibolga, 5 Juni 1979
Alamat Rumah
: Jln.Murai No.34 Kelurahan Aek Manis Sibolga
Telepon/ HP
: 0813 62111 805
E/mail
: [email protected]
Instansi Tempat Kerja
: SMK Negeri 3 Sibolga
Alamat Kantor
: Jln.R.Suprapto,Kecamatan Tukka, Sibuluan Raya
Sibolga/Tapanuli Tengah
SD
: Negeri 081239 Sibolga
Tamat
:
1991
SMP
: SMP Negeri 1 Sibolga
Tamat
:
1994
SMU
: SMU Negeri 2 Sibolga
Tamat
:
1997
Strata/ 1
: FTI/Teknik Mesin ITM
Tamat
:
2003
: FKIP MIPA/Fisika UMTS
Tamat
:
2007
: FMIPA/ Ilmu Fisika USU
Tamat :
2013
Strata/ 2
5
Universitas Sumatera Utara
Puji syukur kehadirat Allah SWT Tuhan Yang Maha Esa atas segala limpahan
rahmad, taufik dan hidayah/Nya sehingga tesis ini dapat diselesaikan. Shalawat beriring
salam atas junjungan Rasulullah Muhammad SAW, beserta keluarga dan sahabatnya yang
telah memberikan petunjuk bagi umat manusia menuju kejalan yang benar.
Dengan selesainya tesis ini, perkenankanlah saya mengucapkan terimakasih yang
sebesar/besarnya kepada :
Kepala BAPPEDA Provinsi Sumatera Utara beserta jajarannya yang telah
memberikan Beasiswa kepada kami selaku guru yang bertugas didaerah Sibolga khususnya
dan di Provinsi Sumatera Utara pada umumnya sehingga kami dapat menyelesaikan
pendidikan Magister ilmu Fisika sebagai wujud program peningkatan mutu/kompetensi
guru di Sumatera Utara
.Rektor Universitas Sumatera Utara, Prof. Dr. dr. Syahril Pasaribu, DTM&H,
M.Sc(CTM), Sp.A(K), atas kesempatan
yang telah diberikan kepada kami untuk
mengikuti dan menyelesaikan pendidikan Program Magister Sains ilmu Fisika.
Dekan Fakultas MIPA Universitas Sumatera Utara, Dr. Sutarman,M. Sc. atas
kesempatan menjadi mahasiswa Program Magister Sains pada Program Pascasarjana
FMIPA Universitas Sumatera Utara.
Ketua Program Studi Magister Fisika, Dr. Nasruddin MN., M.Eng.Sc., Sekretaris
Program Studi Magister Fisika, Dr.Anwar Dharma Sembiring, M.S., beserta seluruh Dosen
pada Program Studi Magister Fisika Program Pascasarjana Fakultas MIPA Universitas
Sumatera Utara.
Terimakasih yang tak terhingga dan penghargaan setingi/tinginya Penulis ucapkan
kepada :
1. Ayahanda tercinta Alm.Amir Hamzah Harahap dan Ibunda Hj.Rosliana Siregar yang
telah membesarkan dan selalu membimbing sekaligus penyemangat bagi kehidupan
penulis yang tak terhitung nilainya dan tak terbalas jasanya sampai kapan pun.
2. Tulang Alm.Ir.H.Ichwan Saleh Siregar dan Nantulang Hj.Sri Khuzaimah Lubis yang
telah memotivasi dan mendukung penulis.
3. Dr. Tulus Ikhsan Nasution, M.Sc selaku Pembimbing Utama dan Dr.Hamonangan
Nainggolan,M.Sc Anggota pembimbing yang dengan penuh perhatian telah memberikan
6
Universitas Sumatera Utara
dorongan, bimbingan dan arahan, dengan penuh kesabaran menuntun dan membimbing
penulis hingga selesainya penelitian ini.
4. Bapak Dr. Nasruddin MN, M.Eng.Sc., bapak Dr.Anwar Dharma Sembiring,MS, dan Ibu
Dr.Susilawati, M.S selaku penguji yang telah banyak memberikan masukan dan saran
dalam penyempurnaaan tesis ini.
5. Terkhusus buat Isteri tercinta dr.Indrina handayani Siregar yang telah memotivasi
penulis, My lovely Shafalia Rizky Raka Harahap (Puteri tersayang) yang selalu ada
dihati penulis.
6. Kakanda Ferie Putra Amros Harahap,SKM/kel, beserta adinda/adindaku tercinta Vera
Fitri Amros Hrp,AM.Keb/kel, Suasana Krisna Hrp,AM.Keb/kel, Raja Aman Hrp,S.PdI,
dan Cok Haratua,ST yang selalu ada dihati penulis.
7. Kepala Laboratorium Polimer FMIPA USU, Kepala Laboratorium Penelitian FMIPA
USU, beserta staf atas fasilitas dan sarana yang telah diberikan selama penelitian.
8. Kepala Dinas Pendidikan Kota Siboga Alpian Hutauruk,M.Pd, Kepala SMK Negeri 3
Sibolga Drs.Awaliul Ramdani,beserta Dewan guru SMK Negeri 3 Sibolga yang telah
membantu dan memberikan kesempatan kepada penulis untuk melanjutkan pendidikan
Program magister Ilmu Fisika Di Universitas Sumatera Utara.
9. Rekan/rekan Magister ilmu fisika universitas sumatera utara angkatan
2011,khususnya
buat sahabat yang ada di tasbi.
Tidak menutup kemungkinan tesis ini masih kurang sempurna, oleh karena itu
penulis mengharapkan kritik dan saran dari pihak pembaca demi kesempurnaan tesis ini.
Medan,24 Juli 2013
Penulis
UCOK OKA RAKASIWI HARAHAP
7
Universitas Sumatera Utara
!"!
8
Film dari kitosan yang mampu untuk mendeteksi keberadaan unsur Mn, Fe, dan Cu
didalam air aquades pada konsentrasi 25,50, dan 100 ppm . Kitosan yang dipergunakan
disintesis dari kulit udang dan kepiting. Kitosan memiliki potensi yang besar sebagai
biosensor karena keberadaan gugus amino (/NH2) dan gugus hidroksil (/OH) dalam
struktur molekulnya yang memberikan titik aktif yang akan berinteraksi dengan ion
logam.Dari hasil pendeteksian kemampuan pengulangan,kecepatan respon, stabilitas,dan
sensitivitas yang dilihat pada grafik untuk sensor ini menunjukkan bahwa material sensor
mampu mendeteksi keberadaan ion logam didalam aquades pada suhu kamar dan tingkat
kelembaban tertentu.Waktu tanggap dari sensor adalah sekitar 20 detik sejak ion dalam
fasa gas tedeteksi terhadap permukaan sensor dalam kondisi suhu dan kelembaban udara
yang berbeda. Disamping itu diperoleh juga bahwa nilai Tegangan pada sensor meningkat
ketika konsentrasi Senyawa Mn,Fe, dan Cu dinaikkan. Disisi lain, ketika paparan deteksi
ion logam dihilangkan,sensor menunjukkan kemampuan untuk pulih kembali dengan
cepat dan baik selama 20 s.Dari pengukuran berulang yang dilakukan, dapat dilihat bahwa
sensor kitosan juga menunjukkan hasil yang konsisten. Oleh karena itu, kitosan memiliki
potensi besar untuk dimanfaatkan sebagai bahan yang baru untuk mendeteksi keberadaan
logam didalam aquades.
0 )
6 :
8
Universitas Sumatera Utara
!
&%% !!
#$ $%
(
! + ,#!
!
'
"
'
( )
*
!
+ .,(/
'
'
!
!
!
!
!
!
!
"
0
(
!
#%
!
(1
!
!
'
"
(.
!
'
#% (2
!
+ !
( /
!
'
!
"
'
-
(
'
3
! !
9
Universitas Sumatera Utara
#
8
1
&
1
1
8
1
8
;
;
8
;
8
8 8
;